Les fosses sous-marines de la Terre sont parmi les endroits les moins explorés sur Terre, car elles sont très difficiles d’accès, sont d’un noir absolu et la pression est extrêmement élevée. Il est donc difficile de prélever des échantillons et de mesurer de manière fiable les processus qui régulent le renouvellement de la matière organique en profondeur.
Ces dernières années, cependant, des chercheurs du Centre danois de recherche Hadal (HADAL) de l’Université du Danemark du Sud ont effectué un certain nombre d’expéditions dans des tranchées en haute mer.
Ils ont développé et appliqué des robots sous-marins sophistiqués, et ils ont démontré dans plusieurs études publiées que les tranchées profondes escarpées accumulent divers matériaux, y compris du carbone organique qui se retrouve au fond des tranchées.
Le fond d’une tranchée profonde peut donc être un véritable point chaud de dépôt de formes de vie microbiennes qui transforment la matière.
Le carbone s’accumule dans les tranchées
Dans trois études récentes, les chercheurs rapportent que le carbone organique difficile à décomposer, y compris le soi-disant carbone noir, s’accumule en grande quantité au fond des tranchées.
Le carbone noir est constitué de particules formées lors de la combustion de combustibles fossiles, de bois et de forêts ; activités qui conduisent également à l’émission de CO2. La présence de carbone noir est donc un indicateur de l’ampleur de la combustion fossile. Les particules elles-mêmes peuvent également contribuer au réchauffement, car elles sont transportées par le vent et les intempéries vers les zones couvertes de glace, par exemple les régions polaires, où elles se déposent sur la glace et la neige, augmentant l’absorption de chaleur et donc la fonte.
« Et maintenant, nous voyons que de grandes quantités de noir de carbone se retrouvent au fond des tranchées en haute mer », explique Ronnie N. Glud, professeur et directeur du Centre danois de recherche Hadal.
Échantillons de plus de six kilomètres de profondeur
Plus concrètement, l’équipe de recherche a calculé que chaque année, entre 500 000 et 1 500 000 tonnes métriques de carbone noir sont stockées dans les eaux profondes hadales ; c’est la partie du fond marin qui se trouve à plus de six kilomètres de profondeur.
En comparaison, 6 600 000 à 7 200 000 tonnes métriques de carbone noir sont émises chaque année par la combustion de combustibles fossiles.
Les chercheurs basent leurs calculs sur des échantillons de sédiments qu’ils ont récupérés dans diverses tranchées en haute mer, dépassant les six kilomètres de profondeur et faisant donc partie du royaume hadal. La zone hadale couvre 1% des fonds marins.
Non seulement des quantités disproportionnées de noir de carbone se déposent dans les profondeurs ; il en va de même pour les autres carbones résilients et difficiles à décomposer. En fait, les études montrent que chaque mètre carré dans les parties centrales d’une tranchée en haute mer enfouit 70 fois plus de carbone résilient par rapport à la mer profonde en général.
« Bien que la zone hadale ne représente qu’une très petite partie du fond marin, le carbone est stocké ici de manière disproportionnée par rapport à la mer profonde en général », explique Ronnie N. Glud. « Ainsi, malgré le fait que les tranchées profondes ont un renouvellement microbien relativement élevé, la zone hadale et les tranchées profondes sont des réservoirs négligés de carbone stocké et représentent donc un élément du cycle mondial du carbone et contrecarrent la vitesse à laquelle le CO2 s’accumule. dans l’atmosphère. »
Les chercheurs ne peuvent pas dire avec certitude d’où provient le carbone déposé dans les fosses profondes ; ce travail est toujours en cours.
La mer comme décharge
Mais le noir de carbone peut être le résultat de la combustion de combustibles fossiles dans des pays voisins comme la Nouvelle-Zélande, l’Australie et le Chili, qui envoie du noir de carbone vers la mer avec le vent.
Cette hypothèse correspond au fait que la teneur en carbone noir est la plus élevée dans les tranchées proches des pays industrialisés, tandis que les tranchées proches des pays moins industrialisés comme la Papouasie-Nouvelle-Guinée ont une teneur en carbone noir plus faible. Cependant, des facteurs tels que la direction du vent, les courants océaniques et les incendies de forêt peuvent confondre ces relations.
Selon Ronnie N. Glud, les fosses sous-marines agissent comme des zones de dépôt de matière organique. Le processus est facilité par les tremblements de terre fréquents, caractéristiques des systèmes hadal.
Les tremblements de terre entraînent de grandes quantités de matériaux dans les parties les plus profondes des tranchées et les enfouissent dans des sédiments sans oxygène. Ici, la matière va s’accumuler au fil des siècles et des millénaires.
Ainsi, on peut se demander si les tranchées profondes sont adaptées au stockage du carbone ?
« L’homme a toujours utilisé la mer et les profondeurs marines comme un dépotoir sous prétexte d’être ‘loin des yeux loin du cœur’. Mais aujourd’hui, nous savons que ce n’est pas vrai. L’océan, riche en vie, et ses les processus sont importants pour la fonction du globe – cela s’applique également aux tranchées hadales », explique Ronnie N. Glud.
D’autres matériaux finissent dans les tranchées en haute mer
Le fait que des matières organiques artificielles, résilientes et difficiles à décomposer (en partie à cause de notre combustion de combustibles fossiles) atteignent le fond de nos tranchées profondes les plus profondes ne surprend pas Ronnie N. Glud.
« Dans le passé, on croyait que les fosses sous-marines étaient désertes et dépourvues de vie, et qu’elles n’étaient pas affectées par ce qui se passait à la surface. D’où le nom « hadal », dérivé du nom du royaume de La mort dans la mythologie grecque (HADES) », dit-il.
« Nous savons aujourd’hui que les tranchées hadales ont une vie riche et diversifiée, qu’elles sont dynamiques et très diverses, et que des matériaux provenant de la terre et de la surface se retrouvent jusqu’à leur intérieur. Malheureusement, cela inclut également le plastique et les polluants. Par exemple, nous avons précédemment démontré que les sédiments hadaux contiennent des niveaux étonnamment élevés de mercure. »
Les études sont publiées dans le Journal of Geophysical Research: Biogéosciences, Communications Terre & Environnementet Géochimie, Géophysique, Géosystèmes.
Plus d’information:
Kazumasa Oguri et al, Accumulation de sédiments et enfouissement de carbone dans quatre systèmes de tranchées Hadal, Journal of Geophysical Research: Biogéosciences (2022). DOI : 10.1029/2022JG006814
Xi Zhang et al, La zone hadale est un puits important et hétérogène de noir de carbone dans l’océan, Communications Terre & Environnement (2022). DOI : 10.1038/s43247-022-00351-7
M. Zabel et al, Taux de minéralisation élevée en carbone dans les sédiments hadal sous-marins – Résultat d’un gaspillage de masse fréquent, Géochimie, Géophysique, Géosystèmes (2022). DOI : 10.1029/2022GC010502